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基于固液耦合理论的综采液压支架立柱受力特性分析
基于固液耦合理论的综采液压支架立柱受力特性分析
摘要：综采液压支架是现代矿山采矿工程中的重要设备之一，其稳定性和可靠性对采煤工程的安全和高效运行起着关键作用。本文基于固液耦合理论，对综采液压支架的立柱受力特性进行分析。首先，介绍了综采液压支架的结构和工作原理。然后，详细讨论了综采液压支架立柱在不同工况下的受力情况。最后，通过数值模拟分析，验证了综采液压支架立柱受力分析的可行性和有效性。本研究结果对综采液压支架的设计和优化具有一定的指导意义。
关键词：固液耦合理论；综采液压支架；立柱；受力特性；数值模拟
1.引言
综采液压支架在矿山采煤工程中起到支撑和保护煤壁的作用，是保障煤矿安全、提高采煤效率的关键设备之一。支架立柱作为综采液压支架的主要承重部分，其受力特性分析对支架的设计和维护具有重要意义。因此，研究综采液压支架立柱的受力特性，对于提高矿山采煤工程安全性和效率具有重要意义。
2.综采液压支架立柱的结构和工作原理
综采液压支架立柱是由上部和下部两个大端面带有密封槽的柱体组成，上部密封槽用于安装支架千斤顶，下部密封槽用于安装矿石水泵。支架立柱的工作原理是通过液压千斤顶施加一定的压力，使支架立柱与地壁贴合，从而支撑矿壁和保护工作面。
3.综采液压支架立柱的受力特性分析
3.1静态受力分析
综采液压支架立柱在工作过程中承受着来自自重、采煤压力、支架压力等多种受力。其中，自重是立柱最基本的受力，采煤压力和支架压力则是在采煤过程中产生的。通过对立柱的受力进行分析，可以得到立柱的静态受力分布和受力大小。
3.2动态受力分析
综采液压支架立柱在采煤过程中还存在着动态荷载，如冲击荷载、振动荷载等。这些动态荷载会对立柱的受力产生影响。通过对立柱的动态受力分析，可以得到立柱在动态荷载下的应力和变形情况。
4.数值模拟分析
为了验证综采液压支架立柱受力分析的可行性，本文采用数值模拟的方法进行了分析。首先，建立了综采液压支架立柱的有限元模型，然后设置了不同工况的荷载条件，进行了模拟计算。通过分析计算结果，可以得到立柱在不同工况下的应力分布和变形情况。
5.结论
本文基于固液耦合理论，对综采液压支架的立柱受力特性进行了分析。通过数值模拟分析，验证了综采液压支架立柱受力分析的可行性和有效性。本研究结果对综采液压支架的设计和优化具有一定的指导意义，也为矿山采煤工程的安全和高效运行提供了理论依据。
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